CN205876985U - 一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承，属于精密测量设备技术领域。本实用新型包括轴承本体，轴承本体内部竖直方向对称设有若干节流孔，节流孔的上端连有供气孔，节流孔的下端连有圆弧形的节流气腔，节流气腔与节流孔圆弧形腔体相连，另一端延伸至轴承本体表面。本实用新型能够减小气浮轴承的微振动，自激振动情况较传统的小孔节流形式下的止推轴承弱，可以实现良好的定位精度和运动精度，便于使用过程中的控制，实用性较强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承，属于精密测量设备技术领域。
背景技术
气体静压止推轴承具有摩擦功耗低、运动精度高、低速时不出现爬行和蠕动、运动平稳、寿命长、无污染等一系列优点，广泛应用于三坐标测量机、超精密机床、电子加工、医疗器械领域。传统对空气静压止推轴承的研究只局限于，改变工作参数或者结构参数对止推轴承承载力和静刚度的影响，随着制造业的发展，对运动精度要求在未来会达到几个纳米甚至亚纳米级别，只从宏观量上改变静压止推轴承的工作参数或者结构参数来研究静压止推轴承的静特性和动特性显得非常局限。微振动的振幅通常在几纳米到几十纳米之间，频率从几十赫兹到几千赫兹，传统可以忽略的微振动现象，已经成为制约气浮支撑技术发展的重大问题，研究出一种减小微振动的节流形式是气浮支撑发展的必要。其中小孔节流是应用很广泛且效果良好的一种节流方式，传统的小孔节流在进气孔末端开一个圆柱形型腔，在使用过程中容易形成气旋现象，使得轴承微振动程度加大，影响轴承的使用精度，在此基础上发展出节流孔末端设有锥形、矩形等节流腔形成复合节流结构以提高轴承精度和稳定性，本实用新型在节流孔末端设有圆弧形腔体，进一步改善轴承的微振动，提高轴承的精度和稳定性。
发明内容
为了克服现有的静压止推轴承的振动大和动态特性差的问题，本实用新型设计了一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承，包括轴承本体，所述轴承本体内部竖直方向对称设有若干节流孔2，节流孔2的上端连有供气孔1并延伸至轴承本体表面，供气孔1在轴承本体表面呈对称分布，节流孔2的下端连有圆弧形的节流气腔3，圆弧形节流气腔3与节流孔2相连的一面为圆弧形，另一端延伸至轴承本体表面，节流孔2和节流气腔3构成空气静压止推轴承的复合节流结构。
进一步的，所述轴承本体为圆形。
进一步的，所述节流气腔3的圆弧形面的中心角为5°。
进一步的，所述节流气腔3的高度为0.1-0.2mm，节流孔2的直径为0.1-0.2mm。
本实用新型的工作原理：本实用新型在小孔节流的基础上将下方的腔型设计成圆弧形的形状，由于自激振动的原因在于气体可压缩性引起的活动部件的位移，并且气体容积越大，压缩性位移也越大，圆弧形的形状相比传统的矩形和锥形腔体减少了的附加容积，从而减小了轴承的微振动，自激振动较其他传统小孔节流形式的静压止推轴承弱，提高了轴承的定位精度和运动精度，便于使用过程中的控制。
本实用新型的有益效果是：
（1）圆弧形的节流气腔结构内部气旋较小，引起的空气静压止推轴承气压波动较小，微振动程度相对于传统槽型更小，提高了动态特性；
（2）可以有效的减小附加气容，使得空气静压止推轴承自激振动程度降低，提高使用过程中的稳定性。
（3）方便计算节流面积，能够更好的对气压源进行控制。
附图说明
图1是本实用新型的立体结构图；
图2是本实用新型的俯视图；
图3是本实用新型的剖视图；
图中各标号：1-供气孔，2-节流孔，3-节流气腔。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明做进一步说明。
实施例1：如图1-3所示：一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承，包括轴承本体，所述轴承本体内部竖直方向对称设有若干节流孔2，节流孔2的上端连有供气孔1并延伸至轴承本体表面，供气孔1在轴承本体表面呈对称分布，节流孔2的下端连有圆弧形的节流气腔3，节流气腔3与节流孔2相连的一面为圆弧形，另一端延伸至轴承本体表面，节流孔2和节流气腔3构成空气静压止推轴承的复合节流结构。
进一步的，所述轴承本体为圆形，节流孔2和节流气腔3构成空气静压止推轴承的复合节流结构以及供气孔1在整个平面上中心对称，这种分布方式能够保证整个止推轴承的平稳性，使止推轴承的运动精度和重复定位精度得到保证，便于自动化控制。
实施例2：一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承，包括轴承本体，所述轴承本体内部竖直方向对称设有若干节流孔2，节流孔2的上端连有供气孔1并延伸至轴承本体表面，供气孔1在轴承本体表面呈对称分布，节流孔2的下端连有圆弧形的节流气腔3，节流气腔3与节流孔2相连的一面为圆弧形，另一端延伸至轴承本体表面，节流孔2和节流气腔3构成空气静压止推轴承的复合节流结构。
节流气腔3的圆弧形面的中心角为5°，节流气腔3的高度为0.1mm，节流孔2的直径为0.2mm。
实施例3：一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承，包括轴承本体，所述轴承本体内部竖直方向对称设有若干节流孔2，节流孔2的上端连有供气孔1并延伸至轴承本体表面，供气孔1在轴承本体表面呈对称分布，节流孔2的下端连有圆弧形的节流气腔3，节流气腔3与节流孔2相连的一面为圆弧形，另一端延伸至轴承本体表面，节流孔2和节流气腔3构成空气静压止推轴承的复合节流结构。
节流气腔3的圆弧形面的中心角为5°，节流气腔3的高度为0.2mm，节流孔2的直径为0.1mm。
通过供气孔1向空气静压止推轴承通入气体时，气体会逐渐充满整个止推轴承间隙，形成一个稳定的气膜，由于气体的粘性作用和分子间力的作用，从而对与气膜接触的壁面产生粘性摩擦力，并通过气体的均化作用按一定规律均匀分布于整个止推轴承支承面上，使得在压力气膜的作用下空气静压止推轴承能够浮于工作台面之上。由于工作台和止推轴承之间存在间隙，所以气体会向外界扩散，气体在扩散的过程中部分动会转化为热能，所以气体在向外扩散的过程中动能会逐渐减小，相应的压力逐渐减小，当气体到达空气静压止推轴承的边界时，压强将和周围大气压相等，此时气体的承载力为零。所以空气静压止推轴承的内部气体压强起着承载重力的作用。
本实用新型中，由于节流气腔3的圆弧形结构，相对传统的止推轴承能减少振动，从而具有良好的动态特性。同时可以使更多的高压分子进入气膜的高压区域，使逸出外界的气体减少，气体的动能损失量减小，可以使气膜的压力增大，承载力增加。可以降低气旋程度，在保证承载能力的同时能够减少微振动程度，提高空气止推轴承的运动精度和定位精度。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种圆弧形复合节流空气静压止推轴承，包括轴承本体，其特征在于：所述轴承本体内部竖直方向对称设有若干节流孔（2），节流孔（2）的上端连有供气孔（1），节流孔（2）的下端连有圆弧形的节流气腔（3），节流气腔（3）与节流孔（2）相连的一面为圆弧形，另一端延伸至轴承本体表面。
2.根据权利要求1所述的圆弧形复合节流空气静压止推轴承，其特征在于：所述轴承本体为圆形。
3.根据权利要求1所述的圆弧形复合节流空气静压止推轴承，其特征在于：所述节流气腔（3）的圆弧形面的中心角为5°。
4.根据权利要求1或3所述的圆弧形复合节流空气静压止推轴承，其特征在于：所述节流气腔（3）的高度为0.1-0.2mm，节流孔（2）的直径为0.1-0.2mm。
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